科学研究

陈庆山课题组在大豆种子储藏物质相关调控网络研究中取得新进展

来源 :本站原创发布日期:2018-03-27点击量:

近期,国际学术期刊《Plant, Cell & Environment》,中科院1区,IF=6.173在线发表了东北农业大学农学院大豆生物学重点实验室、陈庆山教授带领的大豆遗传改良团队的题为“Meta‐analysis and transcriptome profiling reveal hub genes for soybean seed storage composition during seed development”的研究论文。

大豆是为人们生产生活提供食用油和蛋白质的重要作物之一。大豆子粒蛋白质及油分含量也是衡量大豆品质的重要性状,它们是由多基因共同控制的,有着复杂的调控网络的数量性状,同时受环境因素的影响有一定的变化。在本研究中,利用Meta分析的方法,对已经报道的关于大豆子粒蛋白质含量,油份含量及脂肪酸各组分含量相关的来自不同试验条件,不同定位群体,不同定位方法得到的原始QTL进行了整合分析,获得大豆子粒蛋白质含量相关的“Meta-QTL” 51个,与油分含量相关的“Meta-QTL”63个,与脂肪酸各组分相关的“Meta-QTL”共26个。其中有11个“热点区域”同时在蛋白质和油分中都被定位到。同时,在课题组构建的染色体片段代换系群体中筛选出四份蛋白油分含量极端的材料和亲本绥农14作为试验材料,对其在子粒发育的六个重要阶段测定样品中的全氮含量及脂肪酸各个组分的组成及含量。选取EM1,MM和DS三个时期进行链特异性RNA-seq测序分析。将所有测序结果两两比较和K均值聚类分析,共得到了7482个差异表达基因和45个不同的表达模式的集群。对所有FPKM值大于0.01的差异表达基因进行加权基因共表达网络分析得到了46个基因表达模式,其中有两个最重要的共表达基因网络,这两个网络共包含7个与大豆子粒蛋白油分合成代谢通路相关的节点基因。研究结果不仅提供了导入系材料在大豆种子发育过程的转录组数据库,关键节点基因作为候选基因为进一步研究大豆子粒储藏组分的合成及代谢过程的研究奠定了基础。

  论文的第一作者为齐照明副研究员,张战国博士和王忠宇硕士为共同第一作者,通讯作者为陈庆山教授及中国农业科学院作物科学研究所刘君研究员。该项研究受到国家自然科学基金,七大作物品质专项,国家/省博士后基金等项目的支持。